JPS6193146A - エチレンジアミンテトラ酢酸塩の製造方法 - Google Patents

エチレンジアミンテトラ酢酸塩の製造方法

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JPS6193146A
JPS6193146A JP59214231A JP21423184A JPS6193146A JP S6193146 A JPS6193146 A JP S6193146A JP 59214231 A JP59214231 A JP 59214231A JP 21423184 A JP21423184 A JP 21423184A JP S6193146 A JPS6193146 A JP S6193146A
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zirconium
hydroxide
ethylenediaminetetraacetate
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Hideyuki Nishibayashi
秀幸 西林
Hiromi Yokoyama
博美 横山
Takakiyo Goto
後藤 隆清
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    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はテトラエタノールエチレンジアミンからエチレ
ンジアミンテトラ酢酸塩を製造する新規な方法に関する
。ざらに詳しくはテトラエタノールエチレンジアミンを
アルカり金属および/またはアルカリ土類金属の水酸化
物の存在下、反応させて、エチレンジアミンテトラ酢酸
塩を製造するに際しての特徴ある反応条件、添加物およ
び触媒に関する。
テトラエタノールエチレンジアミンよりエチレンジアミ
ンテトラ酢酸ソーダの生成はたとえば次に示すような反
応式(1)に従って進み、エチレンジアミンテトラ酢酸
ソーダよりエチレンジアミンテトラ酢酸の生成は反応式
(2)に従って進む。
(HOCH,C甲、NCH,Cl−1,N (CH,C
H,OH)。
+4Na OH−二し]1−一。
(Na 0OCCI−1,)2NC)−1,CH,N 
(CI−1,COONa )2+8日2 ・・・・・・・・・ (1) (Na 0OCCI−12)、N C)−12CI−1
2N (C)−1,C00Na)。
+21−(2S、 04.□ ()−1000cH)NCHCHN  (CHCOOH
)λ2       λ   22 +2Na  S。
λ    千 ・・・・・・ (2) エチレンジアミンテトラ酢酸塩はその優れたキレート能
から、硬水軟化剤、精練助剤、染色助剤、ペーパーコー
ティング剤、スケール防止剤、洗剤・ごルダー、石ケン
の変質防止剤等の広い分野で使用されている。
エチレンジアミンテトラ酢酸塩の工業的製法として、今
日、青酸とホルムアルデヒドを主原料としたストレッカ
ー法およびエチレンジアミンにモノクロル酢酸を反応さ
せる方法が一般的に知られている。しかしながらストレ
ッカー法の場合には、青酸が猛毒ガスであるため製造設
備、取扱い、立地面で大きな制約を受け、しかも青酸の
大半がアクリロニトリル製造時の副生物として得られる
ため原料の安定確保の面でも大ぎな問題があった。
また、モノクロル酢酸を使用する場合には原料費が高い
ため製造コストが高いという欠点がある。
一方、テトラエタノールエチレンジアミンを苛性アルカ
リ中で酸化的脱水素してエチレンジアミンテトラ酢酸塩
を製造する方法は、米国特許第2、384.816号、
米国特許$ 2,384,817号、米国特許第3.5
35.373号等に開示されている。米国特許第2.3
84,816号の実施例2にはテトラエタノールエチレ
ンジアミンと水酸化カリウムを無触媒下で反応させる方
法が開示されているが、反応時間は長く、しかも収率が
低い。米国特許第2,348.1317号、米国特許第
3,535,373号には酸化カドミウムを触媒とする
方法が開示されているが、これらの実施例でエチレンジ
アミンテトラ酢酸の最高収率は84.8%である。
このように、従来技術は無触媒の反応では収率が低すぎ
るし、酸化カドミウムを触媒とする反応では有毒物であ
るカドミウム化合物が反応生成物中に混入する危険性が
あるため用途によっては全く使用できず、また廃水とし
て河川に流出した場合には大きな社会問題を引き起こす
ため、これまでストレッカー法あるいはモノクロル酢酸
法と競合しうる技術にはなりえなかった。
本発明者らは、これらの方法と代替しろるエチレンジア
ミンテトラ酢fa電の製造方法として、テトラエタノー
ルエチレンジアミンの酸化的脱水素法について、鋭意研
究した結果、毒性面で問題のあるカドミウム化合物を使
用せずに高収率でエチレンジアミンテトラ酢酸塩をWA
造する新規な方法を見い出し本願発明を完成した。
本発明はテトラエタノールエチレンジアミンをアルカリ
金属および/またはアルカリ土類金属の水酸化物、水お
よび銅とジルコニウム化合物を含有する触媒の存在下で
反応させることを特徴とするエチレンジアミンテトラ酢
酸塩の製造方法に関するものである。
本発明の特徴は、テトラエタノールエチレンジアミンか
らエチレンジアミンテトラ酢酸塩を製造するに際し、カ
ドミウム触媒を使用せずに、安全な銅とジルコニウム化
合物を含有する触媒を使用する点にある。
銅を含有する触媒はジルコニウム化合物がなくとも、1
40〜220℃という非常に温和な条件で使用すること
によりエチレンジアミンテトラ酢酸塩収率をテトラエタ
ノールエチレンジアミン基準で70〜80モル%とする
ことができる。しかし、銅とジルコニウム化合物を含有
する触媒は耐熱性が向上し1、触媒の寿命が長くなると
いう効果だけでな(、選択率及び触媒活性が向上し、エ
チレンジアミンテトラ酢酸塩収率で82〜87モル%、
反応温度で10〜20℃下げることが可能となった。本
願発明の実施により、従来法と比較して、エチレンジア
ミンテトラ酢酸塩の収率向上、反応時間の短縮、温和な
反応条件等が可能となった。
その結果、エチレンジアミンテトラ酢酸塩の大巾な製造
コストの削減が可能となり、工業的実施が容易なテトラ
エタノールエチレンジアミンの酸化的脱水素法による画
期的なエチレンジアミンテトラ酢酸塩製造法を完成した
ものである。
本発明の一実1M態様を示せば、本発明の方法に用いら
れる触媒はg1オよびジルコニウム化合物を必須成分と
して含有するものである。
触媒はそのまま、または耐アルカリ性の担体に担持して
使用することができる。触媒の使用量はテトラエタノー
ルエチレンジアミンに対して1〜70重石%、好ましく
は10〜3o重量%の範囲である。本発明の銅およびジ
ルコニウム化合物を含有する触媒は、銅またはジルコニ
ウム化合物の原料として硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、酸化
物、ハロゲン化物、水酸化物等の無機塩および酢酸塩、
シュウ酸塩、クエン酸塩、乳M塩等の有機塩などを使用
することができる。特に水溶性の大きい塩が好ましい。
ジルコニウム化合物の具体例としては、オキシ硝酸ジル
コニウム、硝酸ジルコニウム、オキシ硫酸ジルコニウム
、硫酸ジルコニウム、オキシ炭酸ジルコニウム、炭酸ジ
ルコニウム、酸化ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニウ
ム、四塩化ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、オキシ
酢酸ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、シュウ酸ジルコ
ニウム等が挙げられる。触媒の形態は特に限定するもの
ではないが、銅化合物とジルコニウム化合物を水に溶解
した溶液へアルカリ水溶液を添加し、水酸化物を沈殿せ
しめ、この沈殿物を水洗し、乾燥し、か焼した後、水素
雰囲気中で還元処理した銅およびジルコニウム化合物を
含有する触媒が好適である。また、酸化ジルコニウムに
銅化合物水溶液を含浸させ、乾燥し、か焼した後水素雰
囲気中で還元処理した銅およびジルコニウム化合物を含
有する触媒が好適に用いられる。
触媒は通常反応による活性低下が低いので、くり返し使
用が可能であるが、−過で使用することもできる。
本発明の反応での水は、テトラエタノールエチレンジア
ミンとアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属の
水酸化物を均−系とするため、反応条件を温和にするこ
とができ、高収率のエチレンジアミンテトラ酢酸塩を1
qるために不可欠なものである。反応に用いられる水量
はテトラエタノールエチレンジアミンに対しio重量%
以上、好ましくは100〜500重間%の範囲である。
本発明で使用するアルカリ金属の水酸化物としては、水
酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水
酸化ルビジウム、水酸化セシウムを含む。またアルカリ
土類金属の水酸化物は水酸化マグネシウム、水酸化カル
シウム、水酸化バリウム等を含む。これらの中で特に水
酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムが好適に使用され
る。アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属の水
酸化物の使用量は反応に使用するテトラエタノールエチ
レンジアミンの転化率相当当量以上、好ましくは1.0
〜・2.0当量の範囲である。アルカリ金属および/ま
たはアルカリ土類金属の水酸化物はフレーク、粉末、ベ
レット等およびそれらの水溶液のいずれも用いることが
できるが、一般に取り扱い面で有利なアルカリ金属の水
溶液が好適に使用される。
テトラエタノールエチレンジアミンはエチレンジアミン
テトラ酢酸塩への不純物の混入を避けるため高純度のも
のが好ましい。純度について特に限定するものではない
が、通常96重間%以上、好ましくは99小旦%以上の
ものが用いられる。
反応温度はテトラエタノールエチレンジアミンのC−N
結合、エチレンジアミンテトラ酢酸塩のC−N結合の熱
分解及び水素化分解を防ぐため220℃以下の温度、通
常140〜2.2.0℃、−好ましくは150〜210
℃の温度範囲で行なわれる。
また、銅およびジルコニウム化合物を含有する触媒は2
20℃を越えた温度から一部表面がシンタリングを起し
、表面積が減少して触媒活性が低下しはじめるため、触
媒をくり返し使用する場合には220℃以下の温度がよ
り好ましい。反応圧ノ〕は、酸化的脱水素反応であるた
め、できるだけ反応圧力を下げる方が反応速度の面から
好ましい。
通常、反応を液切で進めるための最低圧以上、好ましく
はO〜20に91arlGさらに好ましくは5〜15に
う/ciGの範囲である。
反応時間は適宜に選べるが、反応温度、触媒量、反応圧
力によって決まる。 例えば、反応Utff、185℃
、反応圧力10にう/a!G、テトラエタノールエチレ
ンジアミンに対し101%の触媒量の場合には6〜8時
間である。
反応形式はバッチ、セミバッチ、連続反応いずれの方法
も用いることができる。
以下、実施例をあげて、本発明の実施の態様を具体的に
例示して説明する。本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。
ここでテトラエタノールエチレンジアミンの転化率、エ
チレンジアミンテトラ酢酸塩の選択率は次の式から導き
出される。
テトラエタノールエチレンジアミンの転化率(%)反応
したテトラエタノール = エチレンジアミンのモル    x100反応に供
したテトラエタノール エチレンジアミンのモル数 エチレンジアミンテトラ酢酸塩の選択率(%)生成した
エチレンジアミン −テトラ  塩のモル      x100反応したテ
トラエタノール エチレンジアミンのモル数 実施例 1 テトラエタノールエチレンジアミンB2.6Q、水酸化
ナトリウム58.8o 、水141.4(Jおよび触媒
としてオキシ塩化ジルコニウム24.89とtill酸
銅4.0(+を水300IllNに溶解した溶液へ水酸
化ナトリウム水溶液を添加し水酸化物を沈殿せしめ、こ
の沈殿を水洗し乾燥後、空気中5゜0℃、3時間加熱処
理し、水素気流中230℃、6時間遅元処理して得られ
た銅およびジルコニウム化合物を含有する触媒8.3g
を500 mfJのオートクレーブに仕込み、水素ガス
で3回内部置換した後、反応温度185℃、反応圧力1
0にう/dGで、水素の発生がなくなるまで反応を行な
った。
反応に要した時間は185℃に昇温後6時間であった。
反応終了後、反応液を取り出し分析を行なったところ、
テトラエタノールエチレンジ7ミンの転化率は98.8
モル%、エチレンジ7ミンテトラ酢酸ソーダの選択率は
86.0モル%であった。
実施例 2 テトラエタノールエチレンジアミン82.691水酸化
ナトウリム58.8(+ 、水141.4gおよび触媒
として、酸化ジルコニウムを10qに硝酸銅4.2gを
含む水溶液を含浸させ、乾燥後、空気中500℃、3時
間加熱処理し、水素気流中230℃、6時間遅元処理し
て得られた銅を酸化ジルコニウムに担持した触媒8.3
9を500mgのオートクレーブに仕゛込み、水素ガス
で30内部置換した後、反応温度185℃、反応圧力1
(lう/cfflGで、水素の発生がなくなるまで反応
を行なった。反応に要した時間は185℃に昇温後6゜
5時間であった。反応終了後、反応液を取り出し分析を
行なったところテトラエタノールエチレンジアミンの転
化率98.5モル%、エチレンジアミンテトラ酢酸ソー
ダの選択率は85.8モル%であった。
実施例 3 触媒のくり返し活性をみるため、実施例1と同様の反応
条件で、くり返し実験を行なったところ10回目に要し
た反応時間は昇温F28.5時間であった。反応終了後
、反応液を取り出し分析を行なったところ、テトラエタ
ノールエチレンジアミンの転化率は97.8モル%、エ
チレンジアミンテトラ酢酸ソーダの選択率は84.9モ
ル%であった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 〔1〕テトラエタノールエチレンジアミンをアルカリ金
    属および/またはアルカリ土類金属の水酸化物、水およ
    び銅とジルコニウム化合物を含有する触媒の存在下で反
    応させることを特徴とするエチレンジアミンテトラ酢酸
    塩の製造方法。 〔2〕反応を140〜220℃の温度で行なう特許請求
    の範囲第〔1〕項記載の方法。 〔3〕反応を0〜20kg/cm^2の圧力で行なう特
    許請求の範囲第〔1〕項記載の方法。 〔4〕アルカリ金属の水酸化物が水酸化ナトリウムであ
    る特許請求の範囲第〔1〕項記載の方法。 〔5〕アルカリ金属の水酸化物が水酸化カリウムである
    特許請求の範囲第〔1〕項記載の方法。
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Cited By (3)

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